DE2045087B2 - Process for the production of alkanesulfonic acids - Google Patents
Process for the production of alkanesulfonic acidsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Alkansulfonsäuren aus einem Reaktionsgemisch, das bei der Sulfoxydation von Alkanen mit !0 bis ,5 26 Kohlenstoffatomen und nach Abtrennung eines größeren Teils von nichtumgesetzten Alkauen durch Absetzen erhalten worden ist.The invention relates to a process for the recovery of alkane sulfonic acids from a reaction mixture which has been obtained by settling in the sulfoxidation of alkanes with! 0 to 5 26 carbon atoms and after separation of a major portion of unreacted Alkauen.
Die üblicherweise als oberflächenaktive Mitte! benutzten Alkansulfonsäuren stellt man in der Regel durch Photosulfoxydation von Alkanen her.Usually used as a surface-active agent! used Alkanesulfonic acids are usually produced by photosulfoxidation of alkanes.
Gemäß den Lehren der deutschen Olfenlegungsschrift 1518 854 werden aus einem Sulfoxydationsgemisch weitgehend schwefelsäurefreie Alkansulfonsäuren gewonnen, indem die in einem Abscheider durch Absetzenlassen gewonnene wäßrige Phase des Reaktionsgemisches in einen Schnellverdampfer übergeführt und dort auf destillativem Wege von einer geringen Menge an nichtumgesetztem Alkan und einer beträchtlichen Menge Wasser befreit wird. Hierauf wird der flüssige Verdampfungsrückstand (aus dem Schnellverdampfer) in einen Abscheider übergeführt und sich dort in zwei Phasen scheiden gelassen. Die hierbei erhaltene untere Fraktion besteht aus einer konzentrierten wäßrigen Schwefelsäurelösung, die erhaltene obere Fraktion besteht aus einem Gemisch aus Alkansulfonsäureprodukt und einer beträchtlichen Menge an nichtumgesetztem Alkan (vgl. Beispiel 1 der deutschen Offenlegungsschrifl 1518 854, viert- und drittletzte Zeile).According to the teachings of the German Olfenlegungsschrift 1518 854 are from a sulfoxydation mixture largely sulfuric acid-free alkanesulfonic acids obtained by being in a separator Aqueous phase of the reaction mixture obtained by settling is transferred to a high-speed evaporator and there by distillation from a small amount of unreacted alkane and one considerable amount of water is released. The liquid evaporation residue (from the Rapid evaporator) transferred to a separator and separated there in two phases. the the lower fraction obtained in this way consists of a concentrated aqueous sulfuric acid solution, the obtained upper fraction consists of a mixture of alkanesulfonic acid product and a substantial one Amount of unreacted alkane (see example 1 of the German Offenlegungsschrift 1518 854, fourth and third from last line).
Durch das aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 518 854 bekannte Verfahren sollte im wesentlichen die Aufgabe gelöst werden, aus dem Reaktionsgemisch (ohne Durchleiten von Dampf) einen größeren Wasseranteil zu verdampfen, um die im Reaktionsgemisch enthaltene Schwefelsäure derart zu konzentrieren, daß sie später beim Absetzenlassen als untere Schicht in Form einer konzentrierten wäßrigen Schwefelsäurelösung abgetrennt werden kann.By means of the method known from German Offenlegungsschrift 1 518 854, essentially the object can be achieved from the reaction mixture (without passing steam) a larger proportion of water to evaporate in order to concentrate the sulfuric acid contained in the reaction mixture in such a way that it later, when allowed to settle, as a lower layer in the form of a concentrated aqueous sulfuric acid solution can be separated.
Der Erfindung lag demgegenüber die Aufgabe zugründe, aus dem Sulfoxydationsgemisch von nichtumgesetzten Alkanen weitgehend freie Alkansulfonsäuren zu gewinnen. Diese Aufgabe läßt sich durch die aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 518 854 bekannten Maßnahmen nicht lösen, da die nach dem bekannten Verfahren gewonnenen Alkansulfonsäuren erst - in einer eigenen Reaktionsstufe — von den als Verunreinigung vorliegenden größeren Mengen an nichtumgesetzten Alkanen befreit werden müßten.In contrast, the invention was based on the object alkanesulfonic acids that are largely free from the sulfoxidation mixture of unreacted alkanes to win. This task can be accomplished by what is known from German Offenlegungsschrift 1,518,854 Measures do not solve, since the alkanesulfonic acids obtained by the known process only - in a separate reaction stage - of the larger amounts present as impurities unreacted alkanes would have to be freed.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren der eingangs geschilderten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Reaktionsgemisch dampfdestilliert und danach die Schwefelsäure in an sich bekannter Weise durch Absetzen entfernt.The subject matter of the invention is thus a method of the type described at the outset, which is characterized is that the reaction mixture is steam distilled and then the sulfuric acid in on is removed in a known manner by settling.
Da beim erfindungsgemäßen Verfahren die Viskosität des Reaktionsgemisches im Zeitpunkt der Restalkanbeseitigung durch Dampfestillation niedriger als bisher ist, kann man sie bei vergleichsweise niedriger Temperatur, d.h. für gewöhnlich bei 80 bis 2500C und einem Druck von 50 bis 760 mm Hg-Säule und vorzugsweise bei 100 bis HO0C und einem Druck von 50 bis 100 mm Hg-Säule durchführen; außerdem kann bei dieser Gelegenheit auch noch die Abtrennleistung erhöht werden. Außerdem erhält man durch diese Dampfdestillation bei vergleichsweise niedrigerer Temperatur eine Farbaufbesserung der Alkansulfonsäuren. Da man überdies beim erfindungsgemäßen Verfahren eine gleichzeitige Abtrennung von Schwefelsäure und Schwefeldioxyd erzielen kann, wird der Wärmeleistungsgrad verbessert und der Kalorienverbrauch auf etwa 2/3 des bisherigen Bedarfs erniedrigt. Die nachfolgende Tabelle I gibt einen Vergleich zwischen dem erfindungsgemäßen und dem bekannten Verfahren in bezug auf die Abscheidung einerseits des nichtumgesetzten Alkans und andererseits der Schwefelsäure. Zweckmäßigerweise führt man die Abscheidung so durch, daß die Konzentration der aus dem Sulfoxydationsgemisch abgetrennten Schwefelsäure 50 bis 95, vorzugsweise 65 bis 80 Gewichtsprozent beträgt.Since in the process according to the invention the viscosity of the reaction mixture at the time the residual alkane is removed by steam distillation is lower than before, it can be used at a comparatively low temperature, ie usually at 80 to 250 ° C. and a pressure of 50 to 760 mm Hg column and preferably at Perform 100 to HO 0 C and a pressure of 50 to 100 mm Hg column; In addition, the separation performance can also be increased on this occasion. In addition, this steam distillation at a comparatively lower temperature improves the color of the alkanesulfonic acids. Since one can also achieve simultaneous removal of sulfuric acid and sulfur dioxide in the inventive method, the heat level of performance is improved, and the calorie consumption reduced to about 2/3 of recent needs. Table I below gives a comparison between the process according to the invention and the known process with regard to the separation of the unreacted alkane on the one hand and the sulfuric acid on the other hand. The separation is expediently carried out in such a way that the concentration of the sulfuric acid separated from the sulfoxidation mixture is 50 to 95, preferably 65 to 80 percent by weight.
Wie bereits erläutert, besteht ein Merkmal der Erfindung darin, daß man den — nach Absetzen des Hauptteils — restlichen Anteil an nichtumgesetztem Alkan gleichzeitig mit dem Schwefeldioxyd durch Dampfdestillation aus dem Reaktionsgemisch abtrennt. Über die Bedingungen dieser Destillation gibt die nachstehende Tabelle II Auskunft.As already explained, a feature of the invention is that one - after discontinuing the Main part - the remaining amount of unreacted alkane at the same time as the sulfur dioxide Separates steam distillation from the reaction mixture. About the conditions of this distillation there the following table II information.
mmmm
Maxi-Maxi-
mmmm
bebe
MiniMini
(mm)(mm)
ir.ir.
MaxiMaxi
(mm)(mm)
temperatur (in 0C)Distillation
temperature (in 0 C)
teuerDistillation is
expensive
rung beim Reak
tionsproduktColor deterioration
tion at the reac
tion product
(in mm Hg)Distillation pressure
(in mm Hg)
Apparatur sind zu
teuerDistillation and
Apparatus are closed
expensive
teuerDistillation is
expensive
nach der Konzentra
tion abgetrennten
SchwefelsäureConcentration of
after the concentrate
tion severed
sulfuric acid
rate ist zu geringAcid deposition
rate is too low
rung beim Reak
tionsproduktColor mismatch
tion at the reac
tion product
Die Zeichung ist eine schematische Darstellung der Anlage, mit der man bei einer Ausführungsform der Erfindung arbeiten kann.The drawing is a schematic representation of the system with which one embodiment of the Invention can work.
Nachstehend wird die Erfindung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne auf sie beschränkt zu sein.The invention of some preferred exemplary embodiments is explained in more detail below without referring to them to be limited.
3030th
Ein Reaktor 1 wurde zunächst mit 51 eines n-AJVans beschickt und dann über Leitung 2 mit stündlich 6001 Reaktionsgas in Form eines Schwefeldioxyd-Sauerstoftgemisches im Mischungsverhältnis 2 zu 1 Volumen und über Leitung 4 bzw. 5 mit stündlich je 401 weiterem n-Alkan und zusätzlichem Wasser befüllt, und durch Zünden einer 100-W-Hochdruckquecksilberleuchte wurde Photosulfoxydation bewirkt. Das so gewonnene Reaktionsprodukt wurde durch Leitung 6 in den Scheidertank 7 übergeführt, wo es sich in nichtumgesetztes n-Alkan und ein schweres Gemisch aus 30 Gewichtsprozent Sulfonsäuren, 30 Gewichtsprozent Wasser, 10 Gewichtsprozent Schwefelsäure, 28 Gewichtsprozent n-Alkan und 2 Gewichtsprozent Schwtfeldioxyd aufteilte. Dieses Schwergemisch wurde über Leitung 8 in den Destillierturm 9 von 5 cm Durchmesser und 30 cm Höhe eingebracht, in der mit Hilfe von durch Leitung 10 zugeführtem, auf 150° C überhitztem Dampf eine Dampfdestillation bei 150° C durchgeführt wurde, wobei der Turm gleichzeitig von außen her beheizt wurde. Das aus n-Alkan, Wasser und Schwefeldioxyd bfstehende Destillat wurde durch di: Leitung Il in den Scheidertank 12 übergeführt, wo es sich in Wasser, das über Leitung 13 abfloß, in n-Alkan, das der Leitung 14 zugeführt wurde, und in Schwefeldioxyd aufteilte, das über Leitung 15 abgenommen wurde. Der im Turm 9 verbleibende Rückstand aus Sulfonsäuren und 70gewichtsprozentiger Schwefelsäure wurde über Leitung 16 abgezogen und in den Scheidertank 17 übergeführt, in dem er sich in Schwefelsäure und Sulfonsäure aufteilte. Die hier anfallenden Sulfonsäuren wurden über Leitung 18 in den Neutralisationstank 20 übergeführt, aus dem schließlich die Alkansulfonate über Leitung 20 ausgetragen wurden.A reactor 1 was initially equipped with 51 of an n-AJVans charged and then via line 2 with 600 l of reaction gas per hour in the form of a sulfur dioxide-oxygen mixture in a mixing ratio of 2 to 1 volume and via line 4 or 5 with every hour 401 more n-alkane and additional water are filled each time, and by igniting a 100 W high-pressure mercury lamp photosulfoxidation was effected. The reaction product obtained in this way was transferred through line 6 to the separator tank 7, where it turns into unreacted n-alkane and a heavy mixture of 30 weight percent sulfonic acids, 30 weight percent Water, 10 percent by weight sulfuric acid, 28 percent by weight n-alkane and 2 percent by weight Split carbon dioxide. This heavy mixture was fed into the distillation tower 9 via line 8 of 5 cm in diameter and 30 cm in height, in which with the help of supplied through line 10, to 150 ° C superheated steam a steam distillation was carried out at 150 ° C, with the tower at the same time was heated from the outside. The distillate formed from n-alkane, water and sulfur dioxide was transferred through the line II into the separator tank 12, where it is in water that is passed through line 13 drained, in n-alkane, which was fed to the line 14, and divided into sulfur dioxide, which was via line 15 has been removed. The residue of sulfonic acids and 70 percent by weight remaining in the tower 9 Sulfuric acid was drawn off via line 16 and transferred to the separator tank 17, in which it is divided into sulfuric acid and sulfonic acid. The sulphonic acids produced here were transported via line 18 transferred to the neutralization tank 20, from which the alkanesulfonates are finally discharged via line 20 became.
In der nachstehenden Tabelle III sind die Durchführungsbedingungen und die Ergebnisse dieses Versuchs zusammengestellt:In Table III below are the operating conditions and compiled the results of this experiment:
Beispiel 1 wurde mit der Abwandlung wiederholt, daß die Dampfdestillation im Turm 9 bei nur 130°C mit auf 130°C überhitztem Dampf und unter Außenbeheizung durchgeführt wurde und daß der über Leitung 16 abfließende Rückstand in bezug auf Schwefelsäure nur 65%ig war.Example 1 was repeated with the modification that the steam distillation in tower 9 at only 130.degree with steam superheated to 130 ° C and with external heating was carried out and that the residue flowing off via line 16 in relation to sulfuric acid was only 65%.
Die Durchführungsbedingungen für diesen Versuch und die mit ihm erzielten Ergebnisse sind aus der nachstehenden Tabelle IV ersichtlich.The implementation conditions for this experiment and the results obtained with it are shown in the following Table IV can be seen.
5 Tabelle IV5 Table IV
daß der Destillierturm unter Außenbeheizung mit authat the distillation tower under external heating with au
1100C überhitztem Dampf beschickt und auf einerr110 0 C superheated steam charged and on a r
dem Turm abfließende Schwefelsäure war 70%ig.The sulfuric acid flowing off the tower was 70%.
In der nachstehenden Tabelle VI sind die Durch führungsbedingungen und die Ergebnisse dieses Ver suchs zusammengestellt.In Table VI below, the implementation conditions and the results of this Ver such a compilation.
Beispiel 1 wurde mit der Abwandlung wiederholt, daß der Destillierturm unter Außenbeheizung mit nur 100° C heißem Dampf beschickt und auf einem Innendruck von nur 50 mm Hg gehalten wurde. Die aus dem Turm abfließende Schwefelsäure war 70%ig.Example 1 was repeated with the modification that the distillation tower with external heating with only 100 ° C hot steam was charged and kept at an internal pressure of only 50 mm Hg. The ones from the Sulfuric acid flowing off the tower was 70% strength.
In der nachstehenden Tabelle V sind die Durchführungsbedingungen und die Ergebnisse dieses Versuchs zusammengestelltIn Table V below are the operating conditions and the results of this experiment compiled
Trennungseparation
durchby
Abtrennung der SchwefelsäureSeparation of the sulfuric acid
Eigenschaften der abgeschiedenen Sulfonsäureproperties the separated Sulfonic acid
behandelte Menge (n-Alkan in g/Std.)treated amount (n-alkane in g / h)
je Gramm n-Alkan) Temperatur (in 0C) Druck (in mm Hg)per gram of n-alkane) Temperature (in 0 C) Pressure (in mm Hg)
Entzugsrate bezüglich SO2 (in %)Withdrawal rate regarding SO 2 (in%)
Konzentration der abgeschiedenen Schwefelsäure (in Gewichtsprozent)Concentration of the separated sulfuric acid (in percent by weight)
Zeitbedarf für die Abtrennung (in Min.)Time required for separation (in minutes)
Sulfonsäure-Gehalt (in Gewichtsprozent)Sulfonic acid content (in percent by weight)
n-Alkan-Gehalt (in Gewichtsprozent)n-alkane content (in percent by weight)
Schwefelsäure-Gehalt (in Gewichtsprozent)Sulfuric acid content (in percent by weight)
Wassergehalt (in Gewichtsprozent)Water content (in percent by weight)
Schwefeldioxyd-Gehalt (in Gewichtsprozent)Sulfur dioxide content (in percent by weight)
Farbe (KL-Farbe in 5%iger wäßriger Na-Sulfonatlösung)Color (KL color in 5% aqueous Na sulfonate solution)
ErgebnisResult
110 100 100110 100 100
110 70110 70
nur Spur 250250 lane only
Das gemäß Beispiel 1 gewonnene Reaktionsgemisch wurde diesmal in folgender Weise aufgearbeitet:The reaction mixture obtained according to Example 1 was this time worked up in the following way:
Es wurde zunächst zwecks Entfernung von Schwefeldioxyd und anschließend nochmals zwecks Konzentrierung der in ihm enthaltenen Schwefelsäure erhitzt. Nach Entfernung der so konzentrierten Schwefelsäure aus ihm wurde es dann neutralisiert und anschließend in den Destillierturm 9 übergeführt, wo es der Dampfdestillation unterworfen wurde. Das Ergebnis dieses Versuchs der n-Alkanabtrennung ist in der nachstehenden Tabelle VII zusammengestellt.It was heated first to remove sulfur dioxide and then again to concentrate the sulfuric acid it contained. After removing the thus concentrated sulfuric acid from it, it was then neutralized and then transferred to the distillation tower 9, where it was subjected to steam distillation. The result of this Attempts to remove n-alkanes are shown in Table VII below.
SO2-Entzug durch ErhitzenSO 2 removal by heating
SchwefelsäurekonzentrationSulfuric acid concentration
Temperatur (in 0C) Entzugsrate (in %)Temperature (in 0 C) withdrawal rate (in%)
Temperatur (in 0C) Konzentration der abgeschiedenen Schwefelsäure (in Gewichtsprozent)Temperature (in 0 C) Concentration of the separated sulfuric acid (in percent by weight)
ErgebnisResult
100 100100 100
Schwefelsäureabtrennung durch AbsetzenSulfuric acid separation by settling
(Alkan-)Destillation(Alkane) distillation
Eigenschaften ,s des abgeschiedenen NatriumsulfonatsProperties, s of the deposited sodium sulfonate
140—150 65—7Q140-150 65-7Q
Zeitbedarf für die Abtrennung (in Min.) Abtrennrate (in %)Time required for separation (in minutes) Separation rate (in%)
behandelte Menge (n-Alkan in g/Std.)treated amount (n-alkane in g / h)
Temperatur (in "C) Dampfmenge (in Gramm] je Gramm n-Alkan)Temperature (in "C) Amount of steam (in grams] per gram of n-alkane)
Na-Sulfonat-Gchalt (in Gewichtsprozent)Na sulfonate content (in percent by weight)
Na-Sulfat-Gehalt (in Gewichtsprozent)Na sulfate content (in percent by weight)
n-Alkan-Gehalt (in Gewichtsprozent)n-alkane content (in percent by weight)
Wasser-Gehalt (in Gewichtsprozent)Water content (in percent by weight)
Farbe (KL-Farbe in 5%iger wäßriger Na-Sulfonatlösung)Paint (KL paint in 5% aqueous Na sulfonate solution)
ErgebnisResult
3030th
88 1188 11
150 9150 9
60 3,5 0,5 36 40060 3.5 0.5 36 400
4095ΠΜ264095ΠΜ26
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP7213669A JPS4843099B1 (en) | 1969-09-11 | 1969-09-11 |
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DE2045087A1 DE2045087A1 (en) | 1971-03-18 |
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DE2045087C3 DE2045087C3 (en) | 1980-07-03 |
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ID=13480557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JPS4843099B1 (en) |
DE (1) | DE2045087C3 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3013808A1 (en) * | 1980-04-10 | 1981-10-15 | Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl | METHOD FOR THE DETERMINATION OF SULFURIC ACID FROM THE REALIZATION OF PARAFFINES WITH SULFUR DIOXIDE, OXYGEN AND WATER IN THE PRESENCE OF SULFOXIDATION DISCHARGING INCLUDING UV LIGHT |
DE3048058A1 (en) * | 1980-12-19 | 1982-07-01 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | "METHOD FOR SEPARATING SULFURIC ACID FROM THE REACTION MIXTURE RESULTING FROM THE SULFOXIDATION OF PARAFFINS" |
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CA3148004A1 (en) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 | Basf Se | Recovery of water-free methanesulfonic acid from the bottom stream of a distillation column |
-
1969
- 1969-09-11 JP JP7213669A patent/JPS4843099B1/ja active Pending
-
1970
- 1970-09-11 DE DE19702045087 patent/DE2045087C3/en not_active Expired
Cited By (2)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4843099B1 (en) | 1973-12-17 |
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DE2045087C3 (en) | 1980-07-03 |
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